等离子喷涂搪瓷瓷釉涂层的耐腐蚀性能

通过添加改性剂改性瓷釉,采用等离子喷涂技术喷涂在Q235钢表面形成耐腐涂层,利用SEM等手段对其微观结构进行了分析和表征,用静态腐蚀实验和电化学腐蚀实验对涂层的耐腐蚀性能进行了研究。研究结果表明,所有涂层在碱性溶液中都基本不腐蚀;所有涂层在酸性溶液中的腐蚀程度都比基体钢板小,且改性剂为NiO的涂层的耐酸腐蚀性能稍优于改性剂为TiO_2的涂层;涂层的耐电化学腐蚀能力要优于基体钢板,且添加NiO的涂层的耐电化学腐蚀性能稍优于添加TiO_2的涂层。搪瓷瓷釉涂层在一定程度上提高了基体钢板的耐腐蚀性能。     

基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响

采用阴极弧蒸发涂层工艺在均质和梯度硬质合金基体上沉积TiN涂层;运用金相观察、XRD检测和SEM分析,研究基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响,对涂层硬质合金氧化开裂过程进行分析。研究结果表明:基体结构梯度化后,TiN涂层的表面形貌由平整状变为网状结构;梯度基体表面韧性区的存在提高了TiN涂层硬质合金的抗氧化性能;在800℃氧化2 h后,2种涂层硬质合金边缘开裂,生成大量的氧化物;梯度基体涂层硬质合金开裂程度比均质基体涂层硬质合金的小。     

1Cr18Ni9Ti热喷涂层在含硫油品中的耐蚀性研究

针对含硫油对石油炼制设备腐蚀严重的实际 ,研究了热喷涂 1 Cr1 8Ni9Ti层对设备进行腐蚀防护 .测定了涂层的孔隙率以及不同温度、不同硫浓度下 1 Cr1 8Ni9Ti涂层的腐蚀速率 .用化学反应动力学理论模型模拟了此腐蚀过程 ,求出了反应过程的反应活化能、反应速率常数和反应速率方程 ;并用三电极电化学研究系统测试了 1 Cr1 8Ni9Ti涂层在含硫油中的极化曲线 ,认为 1 Cr1 8Ni9Ti涂层在含硫油中的腐蚀为电化学腐蚀控制过程 .     

双层辉光沉积TiN涂层的力学性能研究

采用双层辉光离子渗金属技术,在硬质合金YG8基体表面上沉积TiN涂层,通过外观、宏观性能和显微硬度等分析测试,研究了源极到阴极距离、基体温度、辉光放电气压对TiN涂层性能的影响.结果表明:TiN涂层的致密度、均匀性主要受源极到阴极距离的影响,其结合力主要取决于基体温度,而"边缘效应"则主要与辉光放电气压密切相关.双层辉光沉积TiN涂层的优化工艺参数为源极到阴极距离10～12 mm,基体温度750～850 ℃,气压280～340 Pa,所沉积TiN涂层的最高显微硬度可达2 356 HV0.05.     

功能电极钛合金表面TiN涂层的原位合成

针对功能电极电火花诱导烧蚀加工钛合金的表面缺陷,通过原加工系统向加工区域通入氮气,利用电火花放电对烧蚀加工表面进行修整,放电产生的热量促使氮气和钛合金表面材料发生化学反应,原位合成了TiN涂层,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计等检测手段对涂层进行测试.结果表明:加工过程中电火花放电稳定连续,能量利用率较高;涂层致密、均匀、连续,主要由TiN强化相组成,厚度可达400μm以上;TiN涂层显微硬度可达1761.8,是基体硬度的5.7倍;涂层与基体之间形成结合强度高的冶金结合且TiN相分布比较均匀;合成反应对电极有很强的反镀作用,电极端面以TiN强化相为主,能有效地降低电极损耗,同时避免了电极材料对涂层形成的污染,较好地保持涂层中TiN相的纯度.     

TiN涂层刀具对20CrMo钢的干切削性能的影响及磨损机理

为了研究TiN涂层的摩擦性能及TiN涂层刀具对金属切削性能的影响,采用电弧离子镀工艺在45号钢基体和可转位硬质合金车刀YG6上沉积TiN涂层。采用球-盘式摩擦磨损实验仪对45号钢基体和TiN薄膜的干式摩擦学行为进行研究,用TiN涂层和未涂层的YG6车刀在CA6140A普通车床上对20CrMo钢进行干切削,对2种刀具切削过程中的切削力、工件表面质量及刀具磨损程度进行研究。研究结果表明:TiN薄膜和45号钢基体的平均摩擦因数为0.25和0.29;与未涂层刀具相比,TiN涂层刀具切削20CrMo钢时的主切削力可减小20%~40%,刀具耐磨性能约提高45%,寿命提高2倍左右,加工表面质量也明显提高;TiN涂层刀具前刀面的主要磨损机理是磨粒磨损,附带有黏结磨损、氧化磨损和扩散磨损。     

38CrMoAl与多种涂层材料的结合性能分析

利用ANSYS workbench软件对涂层与基体进行建模,采用有限元方法分析38CrMoAl基材与TiN、TiC、SiC和DLC涂层材料之间的结合力情况,研究了结合力随涂层不同及施加载荷不同的变化.结果表明:当TiN、TiC、SiC涂层与基体结合时,残余应力主要集中在涂层与基体的结合处,在涂层表面与基体内部的分布较为均匀,而DLC涂层由于具有较好的导热性,能够快速的将残余应力导向基体中;残余应力与扩散距离的关系在涂层表面处呈现非线性的变化,而在涂层界面和涂层整体则是随着应力扩散距离的增加,先急速减少再到基本保持不变.所以,采用适当的涂层制备工艺,对残余应力的改变与材料的使用性能会有很大的影响.     

基体温度对氮化钛涂层微观结构的影响

双辉离子渗金属(DGPSA)技术,在硬质合金基体表面上沉积氮化钛(TiN)涂层,通过x射线衍射(XRD)表征和显微硬度计测试,研究了基体温度对TiN涂层微观结构及其性能的影响．实验结果表明：所制备的TiN涂层均为面心立方结构,并且基体温度明显影响TiN涂层的织构系数、晶粒尺寸、晶格常数、残余应力、微观硬度和耐磨性能．当基体温度为650～780℃时,所沉积TiN涂层具有最小的晶粒尺寸、最高的显微硬度、最大的品格 常数和最好的耐磨性能．     

直流脉冲电泳沉积法制备TiN涂层的研究

为解决电泳沉积过程中的水分解问题,采用直流脉冲电泳沉积法制备304不锈钢负载型TiN涂层,探究涂层的形成规律,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及辉光放电光谱(GDS)等检测手段对TiN涂层的形貌、物相及成分进行了表征。结果表明,采用直流脉冲电压可以减弱水电解对TiN涂层带来的负面影响;脉冲电压频率对涂层的形貌及沉积速率有重要影响,在5~30Hz频率范围,可形成较为均匀致密的TiN涂层,且TiN的沉积速率随频率的增大而逐渐减小;在TiN涂层与不锈钢基体间的界面处,各元素含量均随深度的变化呈梯度分布,有利于涂层与基体间的良好结合。本研究将为水悬浮液中电泳沉积不锈钢负载TiN涂层的制备提供理论基础。     

Al_2O_3基和Al_xTi_(1-x)N基复合涂层的电化学研究

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱方法,研究化学气相沉积方法制备的TiN/TiCN/TiAlCNO/Al_2O_3(简称Al_2O_3基)复合涂层,阴极电弧离子镀方法制备的Al_(0.55)Ti_(0.45)N/TiN(简称Al_(0.55)Ti_(0.45)N基)和Al_(0.67)Ti_(0.33)N/TiN(简称Al0.67Ti0.33N基)复合涂层在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的电化学腐蚀行为。研究结果表明:Al_2O_3基、Al0.67Ti0.33N基和Al0.55Ti0.45N基复合涂层的孔隙率依次为0.34%,0.33%和0.02%,对基体的保护率依次为99.63%～99.91%,99.75%～99.93%和99.96%～99.99%;涂层合金耐腐蚀性能之间的差异实质上是涂层之间的差异;涂层耐腐蚀性能从高到低为Al0.55Ti0.45N(总厚度3.8μm),Al0.67Ti0.33N(总厚度6.3μm),Al_2O_3(总厚度15.1μm),其中总厚度最小的Al0.55Ti0.45N基涂层的耐腐蚀性能明显优于其他2种涂层的耐腐蚀性能;继续增大涂层厚度并不能进一步改善涂层对基体的保护效果和涂层的耐腐蚀性能。     

NdFeB基底温度对TiN防护膜耐腐蚀性的影响

在钕铁硼(NdFeB)稀土永磁体腐蚀防护过程中,针对基底温度对TiN防护膜防护效果影响较大的问题,采用磁控溅射技术在NdFeB永磁体表面沉积TiN防护膜,通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、电化学检测及永磁无损检测等手段对样品进行表征,分析基底温度对TiN膜微观结构及腐蚀防护性能的影响.结果表明:基底温度对TiN薄膜性能影响较大,温度的升高有助于晶粒生长,TiN(111)晶面取向更加明显;腐蚀测试结果显示基底温度300℃时耐腐蚀性最强,但磁性能损失最大.基底温度在100℃时TiN膜层的耐腐蚀性能较强,磁性能损失较小,对基底具有最佳的防护效果.     

形变医用镍钛合金表面TiN涂层耐蚀性的研究

在37℃的人造血浆中,研究了有无TiN涂覆层的镍钛合金的耐蚀性。电化学实验显示TiN涂层能使其相对饱和甘汞电极的电位从0.95 V增至1.5 V,其腐蚀电流密度从0.20 mA/cm2降至0.10 mA/cm2。溶解的钛离子和镍离子的化合价为正二价。变形量小于6%时,镍钛基TiN膜层的耐蚀性并未受到严重影响。由于变形产生的TiN膜层裂纹而导致了轻微的腐蚀,但其耐蚀性仍好于没有TiN膜层的镍钛合金,因为在裂纹处未观察到电偶腐蚀。     

电压对纯镁微弧氧化膜层电化学腐蚀行为的影响

采用循环伏安(CV)、动电位极化(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)技术、结合纯镁微弧氧化膜微观形貌,研究电压对膜层电化学腐蚀行为的影响.结果表明:电压对膜层耐蚀性影响显著,随着电压升高,膜层耐蚀性增强,这是因为较厚的膜层厚度为抵御腐蚀介质的侵蚀提供了良好的物理屏障.在整个腐蚀试验过程中,高电压下制备的膜层经历三个阶段:腐蚀介质逐渐渗入膜层,腐蚀介质渗透膜层到达膜基面侵蚀基体,腐蚀产物填充微孔和微裂纹等缺陷.相比而言,低电压下制备的膜层随着浸泡时间的延长,膜层外部疏松层和内部致密层的电阻均逐渐减小,致使耐蚀性降低,最终膜层完全失效.     

Structure design of gradient hard coatings on YG8 and their residual stress analysis by ANSYS

A structure of gradient hard coatings ( Ti, TiN, TiCN and TiAlN) is designed, and residual stress is simulated by a finite element method with ANSYS.The influence of the realistic situation including load and temperature on the residual stress of the coatings is investigated.Simulated re-sults show that the realistic situation strongly affects the residual stress.To be specific, i) The main residual stress concentrates on the coatings prepared on YG8 substrate, and the residual stress and its gradient of the coatings are bigger than that of the substrate; ii) TiAlN and TiCN coatings have better resistance compression than that of TiN coatings in the same condition; iii ) The improved multilayer structure of the gradient hard coatings produces weaker residual stress but higher anti-pressure of the substrate.     

化学镀非晶态Ni-P及Ni-Sn-P镀层在弱酸性介质中耐蚀性研究

以紫铜为基体,采用化学镀制备了非晶态Ni-P,Ni-Sn-P镀层.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)等对镀层的结构、微观形貌及元素组成进行分析.通过Tafel极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、开路电位监测及室内加速腐蚀试验,研究两种镀层在pH=5.5,w_(NaCl)=3.5%,以及pH=5.5,wS=20%的土壤介质中的耐蚀性能.结果表明,化学镀非晶态Ni-P及Ni-Sn-P镀层的自腐蚀电流密度是裸铜的4.5%和1.2%,两种镀层在酸性腐蚀介质中具有比金属铜更好的耐蚀性,并且化学镀Ni-Sn-P镀层耐蚀性优于Ni-P镀层.两种镀层的自腐蚀电位均负于铜.     

高速钢上TiN镀层的硬度和粘附性能

本文利用显微硬度和划痕粘附性测量技术,对采用HCD方法涂镀在高速钢上的TiN镀层的力学性能进行了研究。结果表明,TiN镀层的显微硬度(Hv)、超显微硬度(UMH)和临界载荷(L_c),受基体偏压、氮气分压和镀层厚度的影响,镀层的择优取向强烈地影响着镀层的显微硬度,在一定的值域内,镀层内应力增加,临界载荷下降。 讨论了影响临界载荷的各种因素,确定了制备具有优良力学性能的TiN镀层的工艺参数。     

Incorporation of nano/micron-SiC particles in Ni-based composite coatings towards enhanced mechanical and anti-corrosion properties

Ni-based composite coatings incorporated with nano/micron SiC particles were fabricated via electrochemical co-deposition in Watts bath,followed by the evaluation of their mechanical and anti-corrosion properties.The micrographic observations suggest that the SiC particles with various sizes can be well incorporated to the Ni substrate.X-ray diffraction(XRD)patterns indicate that SiC particles with smaller sizes could weaken the preferential growth of Ni along(200)facet.In addition,it is found that the incorporated SiC particles with medium micron sizes(8 and 1.5μm)could significantly enhance the micro-hardness of the Ni composite coatings.Nevertheless,electrochemical measurements demonstrate that micron-sized SiC particles would weaken the corrosion resistance of Ni composite coatings ascribed to the structure defects induced.In contrast,the combined incorporation of nanosized(50 nm)SiC particles with medium micron(1.5μm)ones is capable of promoting the compactness of the composite coatings,which is beneficial to the long-term corrosion resistance with negligible micro-hardness loss.     

电弧喷涂Zn-Al-Mg-La-Ce涂层的耐腐蚀性能

采用电弧喷涂法制备Zn-Al-Mg-La-Ce涂层,通过盐雾试验对涂层进行腐蚀,利用能谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜观察、极化曲线以及电化学阻抗谱等手段对腐蚀前后的Zn-Al-Mg-La-Ce涂层进行了研究.结果表明:实验制备的Zn-Al-Mg-La-Ce涂层具有较好的自封闭效果,组织致密,在腐蚀过程中表面的微观孔隙能够被自身的腐蚀产物有效堵塞,涂层表面形成的致密腐蚀产物层能够阻止腐蚀的进一步发生.因此,Zn-Al-Mg-La-Ce涂层具有优异的耐蚀性能.     

纳米SiO2粒子复合对聚脲涂层耐蚀性能的影响

采用紫外光暴露+冷凝的紫外加速老化试验,结合表面形貌观察测试了纳米SiO2粉体复合聚脲涂层的光老化性能,采用3·5%NaCl溶液浸泡试验测试了涂层的耐海水浸泡腐蚀性能,通过场发射扫描电子显微镜、自腐蚀电位和交流阻抗图谱等分析了不同涂层的耐蚀性能.结果表明:纳米SiO2粉体显著提高了芳香族聚脲涂层的耐蚀性能,自腐蚀电位由-40mV升高至60mV,电化学阻抗模值增加了约一个数量级,涂层进入迅速老化阶段的时间延长了约120h,在3·5%NaCl溶液中的浸泡寿命提高了约600h.     

磷化/硅酸盐溶胶封闭复合膜的EIS腐蚀机理

采用电化学阻抗谱EIS测量研究了先磷化再硅酸盐溶胶封闭后处理的热镀锌钢在5%NaCl溶液中浸泡不同时间的腐蚀行为,建立了等效电路模型,分析了相关参数的变化规律,探讨了复合膜的腐蚀机理.结果表明:复合膜的耐蚀性随磷化时间的延长而增强,复合膜高电阻、低电容的特性是抑制基底锌层电极反应的关键;随着浸泡时间的延长,镀锌钢的耐蚀性指标变差,腐蚀初期主要发生复合膜的溶解破坏,腐蚀后期主要发生膜层下基体锌层的腐蚀反应.